JP2005005388A

JP2005005388A - 半導体ウェーハ研磨装置における研磨クロス研削装置

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Publication number: JP2005005388A
Application number: JP2003165302A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Kawahito; 進一川人; Ken Nagahama; 謙長濱; Yoshiaki Kurosawa; 義明黒澤; Tomoaki Tajiri; 知朗田尻
Original assignee: Komatsu Electronic Metals Co Ltd
Current assignee: Sumco Techxiv Corp
Priority date: 2003-06-10
Filing date: 2003-06-10
Publication date: 2005-01-06
Anticipated expiration: 2023-06-10
Also published as: JP4573503B2

Abstract

【課題】半導体ウェーハの平坦度を損なう面ダレをなくす。
【解決手段】研磨プレートと略同じ大きさＤの研削治具１０であって、研磨クロス２上の半導体ウェーハ走行部位と半導体ウェーハ５が走行しなかった部位との段差を研削できる幅Ｗの研削部材１２が設けられた研削治具１０が用意される。この研削治具１０を、研磨プレートの代わりに、研磨クロス２上に載置して、研磨クロス２上で研磨プレートと同一の軌跡を走行させることによって、研磨クロス２を研削する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシリコンウェーハなどの半導体ウェーハの表面を研磨する装置に関し、特に研磨装置に用いられる研磨クロスを研削する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シリコンウェーハなどの半導体ウェーハを製造する工程の１つに、半導体ウェーハの表面を鏡面状に研磨する研磨工程がある。
【０００３】
研磨工程は、複数のラフ研磨工程とファイナル研磨工程とからなり、半導体ウェーハの表面が段階的に研磨される。
【０００４】
ラフ研磨工程に用いられる研磨装置の構成を図５に示す。
【０００５】
図５（ａ）は研磨装置の側面図で、図５（ｂ）は研磨装置を上面からみた図である。
【０００６】
これら図５（ａ）、（ｂ）に示すように、研磨装置には円盤状の定盤１が回動自在に設けられている。定盤１の上面には研磨クロス２が貼着されている。定盤１の中心にはセンタローラ６が回動自在に設けられ、定盤１の外周には４つのガイドローラ７が回動自在に設けられている。
【０００７】
研磨クロス２の上方には、４つの円形状の押圧部材３が上下方向に移動可能に、かつ回動自在に設けられている。
【０００８】
押圧部材３と同一径を有する円形状の研磨プレート４が用意され、研磨プレート４に５枚の半導体ウェーハ５が貼着される。半導体ウェーハ５の外周と研磨プレート４の外周との距離をΔＸとする。研磨プレート４の直径Ｄがたとえばφ５７６ｍｍのとき距離ΔＸはたとえば１０ｍｍに設定される。
【０００９】
半導体ウェーハ５が下側となるように研磨プレート４が研磨クロス２上に載置される。これにより半導体ウェーハ５は研磨プレート４と研磨クロス２との間に介在された状態となる。研磨プレート４の側面はセンタローラ６とガイドローラ７とに当接されることで保持され、研磨クロス２上の所定位置に位置決めされる。研磨プレート４上には押圧部材３が位置される。
【００１０】
押圧部材３に上方から荷重がかけられつつ押圧部材３が回転する。また定盤１が回転する。これにより半導体ウェーハ５の表面は、研磨クロス２の表面に押し当てられつつ研磨クロス２上を走行し、半導体ウェーハ５の表面が研磨される。
【００１１】
なお研磨の際には研磨クロス２上の半導体ウェーハ５の接触面に砥粒液が流される。
【００１２】
半導体ウェーハ５は研磨プレート４に貼着された状態で、研磨プレート４とともに次の工程に搬送される。以下、未研磨状態の半導体ウェーハ５が貼着された研磨プレート４に交換されて、同様にして半導体ウェーハ５の研磨が順次行われる。この研磨装置は、１つの研磨プレート４の交換で複数枚（５枚）の半導体ウェーハ５を一度に研磨できることから、バッチ式の研磨装置と呼ばれる。
【００１３】
研磨クロス２は、研磨プレート４の交換回数が増えるにしたがい、つまり研磨クロス２上での半導体ウェーハ５の走行量が増加するに伴い、表面が劣化してくる。
【００１４】
研磨クロス２の劣化は、表面の粘弾性の変化、目詰まりといった現象で顕れる。また研磨クロス２が劣化すると、研磨クロス２の目詰まりやクロス表面劣化による研磨レート低下等の現象がみられる。
【００１５】
こうした研磨クロスの劣化（粘弾性の変化、目詰まり等）の防止策、研磨クロス表面粗さの半導体ウェーハ表面への転写の防止策として、研磨クロス２の表面をドレッシングする作業（シーズニング）が、一定時間毎に行われる。
【００１６】
研磨クロス２の表面を研削することで、クロス表面の劣化、目詰まり部（凹凸）をなくしクロス表面を清浄にかつ平滑にすることができ、クロス表面粗さがウェーハ表面に転写されて半導体ウェーハ５の表面が粗くなってしまうことや研磨レートの低下が防止される。
【００１７】
研磨クロス２をドレッシングする方法には、一般的に、ダイヤモンドを電着させたプレートやセラミックの表面を加工したツールが用いられる。
【００１８】
【従来技術１】
たとえば下記特許文献１には、ブラシを用いて研磨クロスの表面をブラッシングする工程と、半導体ウェーハの表面を研磨する研磨工程とからなる研磨方法が記載されている。
【００１９】
【従来技術２】
また研削作業ではないが、下記特許文献２には、研磨装置を改善することにより半導体ウェーハ表面の品質を向上させる技術が記載されている。すなわち特許文献２には、押圧部材３の荷重の偏りによる半導体ウェーハ５の表面のヘイズむらを防止することを目的として、定盤１の上面を凹凸形状にするという発明が記載されている。
【００２０】
【特許文献１】
特開２００２−２１０６４９号公報
【特許文献２】
特開平６−２１０５６３号公報
【発明が解決しようとする課題】
ところが、研磨クロス２を通常の方法で研削したとしても、図８に示すように、半導体ウェーハ５の表面のうち研磨プレート４の外周側の部位５Ａで、「面ダレ」と呼ばれる半導体ウェーハ５の平坦度を損なう品質上の不具合が発生してしまうことが明らかになった。
【００２１】
ここで面ダレとは、半導体ウェーハ５の縁にＲがつくとともに、半導体ウェーハ５の外周側の面が傾いて削れてしまい半導体ウェーハ５の平坦度が損なわることである。
【００２２】
面ダレは以下のような原因によるものと考察される。
【００２３】
▲１▼研磨クロス面内における研磨レート不均一
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、定盤１の半径方向の研磨クロス２の各部を、研磨クロス領域２Ａと定義する。またセンタローラ６の外周面を原点とする定盤１の半径方向距離をＲとする。
【００２４】
図６（ａ）は横軸に定盤半径方向距離Ｒをとり、縦軸に研磨クロス２上で半導体ウェーハ５が走行した量Ｌをとったグラフである。
【００２５】
図６（ｂ）は図６（ａ）の横軸に対応させて研磨クロス領域２Ａを示し、図６（ｃ）は図６（ａ）の横軸に対応させてセンタローラ６、研磨プレート４、半導体ウェーハ５を示している。
【００２６】
これら図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すように、研磨クロス領域２Ａのうち定盤１の中心側（センタローラ６側）の内周部２Ｂ、定盤１の外周側の外周部２Ｄは、それら以外の中間部位２Ｃと比較して、半導体ウェーハ５の走行量Ｌが少なく（半導体ウェーハ５の存在確率が低く）、研磨クロス２で目詰まりや、つぶれが生じにくく、研磨クロス２が劣化しにくい。このため研磨クロス２の使用時間の増加に伴い、劣化度合いの差が増大し、研磨レートの不均一が生じる。すなわち、ほとんど新品に近いままの研磨クロス内周部２Ｂ、研磨クロス外周部２Ｄによって、半導体ウェーハ５の外周部５Ａが、より多く研磨加工され、面ダレが生じる。
【００２７】
▲２▼研磨クロスの未使用部分と使用部分との境界でのテーパ状の段差の発生
研磨クロス内周部２Ｂ、研磨クロス外周部２Ｄは研磨で使用されない領域であり圧縮されないのに対して、それ以外の中間部位２Ｃは研磨で使用され圧縮される。このため図６（ｄ）に示すように研磨クロス未使用部分と研磨クロス使用部分との間で研磨クロスの劣化の違いによる弾性の差が生じテーパ状の段差が生じてしまう。この研磨クロス２の段差が半導体ウェーハ５の外周部５Ａに当接されて局部的に研磨されることから、段差のテーパ形状が半導体ウェーハ５の外周部５Ａに転写されて、面ダレが生じる。
【００２８】
▲３▼研磨クロス中心部での砥粒だまりによるウェーハ面内不均一研磨
研磨時には研磨クロス２と半導体ウェーハ５との間に砥粒液が流される。しかし研磨クロス２と半導体ウェーハ５との間に流れ込まなかった砥粒液は、図５（ｂ）に示すように研磨プレート４の外周部２Ｅに溜まってしまう。このため半導体ウェーハ５の外周部５Ａの研磨レートが上昇し、面ダレが生じる。
【００２９】
本発明はこうした実状に鑑みてなされたものであり、半導体ウェーハ５の平坦度を損なう面ダレをなくすことを解決課題とするものである。
【００３０】
【課題を解決するための手段および効果】
第１発明は、
半導体ウェーハを研磨プレートと研磨クロスとの間に介在させ研磨プレートを研磨クロス側に押し当てつつ半導体ウェーハを研磨クロス上の所定部位を走行させることにより半導体ウェーハの表面を研磨する半導体ウェーハ研磨装置に適用され、
研磨プレートと略同じ大きさの研削治具であって、研磨クロス上の半導体ウェーハ走行部位と半導体ウェーハが走行しなかった部位との段差を研削できる幅の研削部材が設けられた研削治具が用意され、
この研削治具を、研磨クロス上で研磨プレートと同一の軌跡を走行させることによって、研磨クロスを研削するようにしたことを特徴とする。
【００３１】
第１発明によれば、図１に示すように、研磨プレート４と略同じ大きさＤの研削治具１０であって、研磨クロス２上の半導体ウェーハ走行部位（図６（ｄ）の２Ｃ）と半導体ウェーハ５が走行しなかった部位（図６（ｄ）の２Ｄ）との段差を研削できる幅Ｗの研削部材１２が設けられた研削治具１０が用意される。
【００３２】
この研削治具１０を、研磨プレート４の代わりに、研磨クロス２上に載置して、研磨クロス２上で研磨プレート４と同一の軌跡を走行させることによって、研磨クロス２を研削する（図１（ｃ）、（ｄ）参照）。
【００３３】
この結果、図４（ｃ）に示すように、研磨クロス中間部２Ｃに対し、研磨クロス外周部２Ｄ（あるいは研磨クロス内周部２Ｂ）をある比率をもって選択的に研削することができるため、研磨クロス外周部２Ｄあるいは内周部２Ｂの段差が研削されそれらの境界をフラット若しくは過剰に研削することができるので、半導体ウェーハ５の外周部５Ａにおける面ダレをなくし半導体ウェーハ５の平坦度を向上させることができる。このため半導体ウェーハ５の品質を飛躍的に向上させることができる。
【００３４】
第２発明は、
半導体ウェーハを、円形の研磨プレートと研磨クロスとの間に介在させ研磨プレートを研磨クロス側に押し当てつつ半導体ウェーハを研磨クロス上の所定部位を走行させることにより半導体ウェーハの表面を研磨する半導体ウェーハ研磨装置に適用され、
研磨プレートと略同じ外径を有する円形の研削治具であって、研磨クロス上の半導体ウェーハ走行部位と半導体ウェーハが走行しなかった部位との段差を研削できる幅の研削部材が外周部に円環状に設けられた研削治具が用意され、
この研削治具を、研磨クロス上で研磨プレートと同一の軌跡を走行させることによって、研磨クロスを研削するようにしたことを特徴とする。
【００３５】
第２発明は、研磨プレート４の形状を特に円形のものに限定したものであり、図１に示すように研削部材１２は円環状に形成される。
【００３６】
第３発明は、第２発明において、
前記半導体ウェーハ研磨装置は、複数の半導体ウェーハを、円形の研磨プレートと研磨クロスとの間に介在させて研磨を行う装置であること
を特徴とする。
【００３７】
第３発明は、研磨装置を、特に複数の半導体ウェーハ５を同時に研磨するバッチ式の研磨装置に限定したものである。
【００３８】
第４発明は、第２発明または第３発明において、
前記半導体ウェーハの外周と前記研磨プレートの外周との距離に応じて、前記研削部材の幅が定められていること
を特徴とする。
【００３９】
第４発明は、研削部材１２の幅Ｗの大きさを限定したものであり、図１に示す研削部材１２の幅Ｗは、半導体ウェーハ５の外周と研磨プレート４との距離ΔＸ（図５（ｂ）参照；たとえば１０ｍｍ）に応じた値（たとえば１０ｍｍ〜１０ｍｍ＋α（たとえば４０ｍｍ））の範囲に定められる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る半導体ウェーハ研磨装置における研磨クロス研削装置の実施の形態について説明する。
【００４１】
図１は研削装置の構成を示し、図５で説明した研磨装置と共通の構成要素には同一の符号を付与している。
【００４２】
図１（ａ）は研削治具１０を正面図で示し、図１（ｂ）は研削治具１０を斜視図で示している。
【００４３】
図１（ｃ）は研削治具１０が取り付けられた図５の研磨装置を上面からみた図であり、図５（ｂ）に対応している。なお図では研削治具１０に対する半導体ウェーハ５の相対的な大きさを示すために、半導体ウェーハ５を図示しているが、研削時には実際には半導体ウェーハ５は存在しない。
【００４４】
図１（ｄ）は研削治具１０が取り付けられた図５の研磨装置を側面から見た図であり、図５（ａ）に対応している。
【００４５】
なお以下の説明では各部の寸法を例示しつつ説明する。
【００４６】
研削治具１０は、図５で説明した研磨プレート４と同一直径Ｄ（たとえばφ５７６ｍｍ）を有した円形状の研削プレート１１と、円環状に形成された最外径が研削プレート１１と同一径Ｄの研削部材１２とからなる。
【００４７】
研削プレート１１は、たとえば研磨プレート４と同一の材質、たとえばセラミックで構成されている。
【００４８】
研削部材１２は、たとえば材質がＳＵＳの円環状の部材に、ダイヤモンド粒子を表面に電着させて形成されたものであり、ダイヤモンド粒子電着面の裏側が研削プレート１１に貼着される。また電着させる方法以外にダイヤモンドを樹脂に溶かし込むことで研削部材１２を形成してもよい。またダイヤモンド以外の研削材料を使用する実施も可能である。
【００４９】
ここで研削部材１２の幅Ｗは、後述するように、半導体ウェーハ５の外周と研磨プレート４の外周との距離ΔＸ（図５（ｂ））に応じて定められる。たとえば半導体ウェーハ５の外周と研磨プレート４の外周との距離ΔＸが１０ｍｍであれば、研削部材１２の幅Ｗは、距離ΔＸ（１０ｍｍ）から距離ΔＸ＋α（たとえば５０ｍｍ）の範囲に定めることが望ましい。研削部材１２の幅Ｗは、研磨クロス２上の半導体ウェーハ走行部位（研磨クロス中間部位２Ｃ）と半導体ウェーハが走行しなかった部位（研磨クロス内周部２Ｂまたは研磨クロス外周部２Ｄ）との段差（図６（ｄ）参照）を研削できる幅として定められる。
【００５０】
図１（ｃ）、（ｄ）に示すように、研磨装置には円盤状の定盤１が回動自在に設けられている。定盤１の上面には研磨クロス２が貼着されている。定盤１の中心にはセンタローラ６が回動自在に設けられ、定盤１の外周には４つのガイドローラ７が回動自在に設けられている。
【００５１】
研磨クロス２の上方には、４つの円形状の押圧部材３が上下方向に移動可能に、かつ回動自在に設けられている。
【００５２】
研削時には、円形状の研削治具１０が、図５に示す研磨プレート４の代わりに研磨クロス２上に載置される。研削部材１２が下側となるように研削治具１０が研磨クロス２上に載置される。研削治具１０の側面はセンタローラ６とガイドローラ７とに当接されて保持され、研磨クロス２上の所定位置に位置決めされる。研削治具１０上には押圧部材３が位置される。
【００５３】
押圧部材３に上方から荷重がかけられつつ押圧部材３が回転する。また定盤１が回転する。これにより研削部材１２は、研磨クロス２の表面に押し当てられつつ研磨クロス２上を走行し、研磨クロス２の表面が研削される。研削治具１０は、研磨時に研磨プレート４が走行した軌跡と同一の軌跡を走行する。
【００５４】
なお上述した実施形態では、４つの研削治具１０を用意して、これらを４つの研磨プレート４の代わりに研磨クロス２上に載置して、研磨クロス２の表面を研削するようにしているが、１つの研削治具１０を用意してこれを１つの研磨プレート４と交換して研磨クロス２上に載置して、研磨クロス２の表面を研削する実施も可能である。１つの研削治具１０を用いて研削を行う際には４つの研削治具を用いる場合と比較して時間をかけて研削を行うことが望ましい。
【００５５】
研削が終了すると、研削治具１０の代わりに、半導体ウェーハ５が貼着された研磨プレート４が研磨クロス２上に載置され、図５で説明したのと同様にして、半導体ウェーハ５の研磨が行われる。
【００５６】
また上述した実施形態では、押圧部材３に上方から荷重をかけることで、研削部材１２を一定の荷重で研磨クロス２の表面に押し当てながら研磨クロス２上を走行させているが、必ずしも荷重をかけながら走行させる必要はなく、研削治具１０が研磨プレート４と同一の軌跡を走行して研磨クロス２の表面を研削できればよい。
【００５７】
以上説明した本実施形態によれば、研削治具１０を研磨プレート４の代わりに研磨クロス２上で同一の軌跡を走行させるようにしたので、従来の通常の研削方法と同様に、粘弾性の変化、目詰まり等といった研磨クロス２の劣化が改善され、研磨クロス表面粗さの半導体ウェーハ表面への転写が抑制される。すなわち研磨クロス２の表面が研削され、クロス表面の毛羽立ち、凹凸がなくなりクロス表面を平滑にすることができ、クロス表面粗さがウェーハ表面に転写されて半導体ウェーハ５の表面が粗くなってしまうことが防止される。
【００５８】
また本実施形態によれば、前述した半導体ウェーハ５の外周部５Ａで発生する面ダレをなくし半導体ウェーハ５の平坦度を向上させウェーハ品質を向上させることができる。これについて以下説明する。
【００５９】
図３（ａ）は、横軸に定盤半径方向距離Ｒをとり、縦軸に研削治具１０による研磨クロス２の表面の研削量Ｓをとったグラフである。
【００６０】
図３（ｂ）は図３（ａ）の横軸に対応させて研磨クロス領域２Ａを示している。
【００６１】
図３（ａ）では研削部材１２の幅Ｗを１０ｍｍ〜１００ｍｍの間で１０ｍｍ毎に変化させたときの研削量Ｓを示している。
【００６２】
同図３に示すように、幅Ｗの寸法がいずれの場合でも研磨クロス内周部２Ｂ側、研磨クロス外周部２Ｄ側でそれら以外の中間部位２Ｃよりも研削量Ｓが増大し研削能率が増大していることがわかる。また研削部材１２の幅Ｗの寸法が１０ｍｍから１００ｍｍに増大するに伴い、研削量Ｓは増大するが、同時に研磨クロス内周部２Ｂ側、研磨クロス外周部２Ｄ側における研削量のピーク値と、中間部位２Ｃ側における研削量との明確な差がなくなっていくことがわかる。また研削部材１２の幅Ｗの寸法が１０ｍｍから１００ｍｍに増大するに伴い、研磨クロス内周部２Ｂ側、研磨クロス外周部２Ｄ側における研削量のピーク値は、中間部位２Ｃ側に移動していることがわかる。
【００６３】
図２（ａ）は、横軸に定盤半径方向距離Ｒをとり、縦軸に研削量比Ｓｐをとったグラフである。ここで研削量比Ｓｐとは、研磨クロス中間部位２Ｃのうち研削量Ｓの値がフラットとなっているフラット部位２Ｆ（定盤半径方向距離Ｒで１５０ｍｍ〜４５０ｍｍ）における研削量の最小値に対する研削量の比率のことである。研削量比Ｓｐは、研削部材１２の研磨クロス２上での最小走行量に対する走行量の比率を示している。
【００６４】
図２（ｂ）は図２（ａ）の横軸に対応させて研磨クロス領域２Ａを示している。
【００６５】
図２（ａ）では研削部材１２の幅Ｗを１０ｍｍ〜１００ｍｍの間で１０ｍｍ毎に変化させたときの研削量比Ｓｐを示している。
【００６６】
同図２に示すように、研削部材１２の幅Ｗの寸法がいずれの場合でもフラット部位２Ｆにおける研削量比Ｓｐのプロフィールは変化していないことがわかる。
【００６７】
また研削部材１２の幅Ｗの寸法が１００ｍｍから１０ｍｍに減少するに伴い、研磨クロス内周部２Ｂ側、研磨クロス外周部２Ｄ側における研削量比Ｓｐのピーク値が増大していくことがわかる。また研削部材１２の幅Ｗの寸法が１００ｍｍから１０ｍｍに減少するに伴い、研磨クロス内周部２Ｂ側、研磨クロス外周部２Ｄ側における研削量比Ｓｐのピーク値は、中間部位２Ｃ側に移動していることがわかる。
【００６８】
たとえば研削部材１２の幅Ｗが１０ｍｍの場合には、研削量比Ｓｐのピーク値は、定盤半径方向距離Ｒが５６０ｍｍで、つまり研磨クロス中間部位２Ｃと研磨クロス外周部２Ｄとの段差の近傍で、約１２を示しており、フラット部位２Ｆにおける最小の研削量に対して約１２倍多い量だけ研削が行われる。
図４（ａ）は、図２（ａ）に対応させて、横軸に定盤半径方向距離Ｒをとり、縦軸に研削量比Ｓｐをとったグラフである。ただし図４（ａ）では研削部材１２の幅Ｗが１０ｍｍ、２０ｍｍ、３０ｍｍ、５０ｍｍ、１００ｍｍの場合を代表させて示している。
【００６９】
図４（ｂ）は図４（ａ）の横軸に対応させてセンタローラ６、研磨プレート４、半導体ウェーハ５を示している。
【００７０】
図４（ｃ）は、幅Ｗが１０ｍｍ〜５０ｍｍの研削部材１２を用いて研磨クロス２を研削したときの研磨クロス中間部２Ｃと研磨クロス外周部２Ｄ（研磨クロス内周部２Ｂ）との境界の形状を示している。
【００７１】
図４に示すように研削部材１２の幅Ｗが１０ｍｍ〜５０ｍｍの場合には、半導体ウェーハ１０の外周部５Ａの近傍で研削量比Ｓｐのピーク値が顕れ、そのピーク値はフラット部２Ｆの研削量比値と比較して十分に大きくなる。このため図６（ｄ）に示される研磨クロス中間部２Ｃと研磨クロス外周部２Ｄとの段差を削りとることができる。なお同様にして研磨クロス中間部２Ｃと研磨クロス内周部２Ｂとの段差についてもこれを削り取ることができる。一方研磨クロス中間部２Ｃにおける研削量比Ｓｐは内周部２Ｂ、外周部２Ｄにおけるピーク値と比較して十分に低いが、研磨クロス２の劣化を改善し研磨クロス表面粗さの半導体ウェーハ表面への転写を抑制する程度の研削を行うには十分である。
【００７２】
図４（ｃ）に示すように、研磨クロス中間部２Ｃと研磨クロス外周部２Ｄとの段差は削り取られるとともに、これらの境界に凹部が形成される。この凹部は、研磨クロス２の劣化に伴う図６（ｄ）に示す凸状の段差を相殺するように作用して、研磨クロス中間部２Ｃと研磨クロス外周部２Ｄとの境界をフラットにする。
【００７３】
研磨クロス中間部２Ｃと研磨クロス内周部２Ｂとの段差についても同様である。
【００７４】
このように本実施形態によれば、研磨クロス中間部２Ｃと研磨クロス外周部２Ｄ（あるいは研磨クロス内周部２Ｂ）との段差が研削されそれらの境界をフラットにすることができるので、半導体ウェーハ５の外周部５Ａにおける面ダレをなくし半導体ウェーハ５の平坦度を向上させることができる。このため半導体ウェーハ５の品質を飛躍的に向上させることができる。
【００７５】
なお実施形態で示した研削治具１０の直径Ｄ、ウェーハ外周と研磨プレート外周との距離ΔＸ、研削部材１２の幅Ｗの寸法値は一例であり、Ｄ、ΔＸの数値の大きさに応じて、Ｗの数値の大きさを変化させる必要があることはもちろんである。たとえばＤがφ５７６ｍｍよりも小さくなったときには、それに応じてＷの値を１０ｍｍ〜５０ｍｍの範囲に対し、より数値が低い範囲に変化させる必要がある。同様にしてΔＸの数値が１０ｍｍよりも大きくなったときには、それに応じててＷの数値の範囲を１０ｍｍ〜１０ｍｍ＋αの範囲から、より数値が大きい範囲に変化させる必要がある。
【００７６】
つぎに参考例と比較した本実施形態の効果について説明する。
【００７７】
（参考例１）
研磨プレート４の外周部にリテーナを形成して、半導体ウェーハ５の表面を研磨することで、リテーナにより研磨クロス２上の段差（図６（ｄ））を押さえつけ段差を無くすという方法が考えられる。
【００７８】
しかしこの方法は、現状の研磨プレート４の改造を要する。
【００７９】
これに対して本実施形態の研削治具１０は現状の研磨プレート４と交換するだけで研磨クロス２上の段差（図６（ｄ））をなくすことができ、既存の研磨装置の改造を要しない。
【００８０】
（参考例２）
図７（ｄ）、（ｅ）は参考例２の研削装置を示している。
【００８１】
図７（ｄ）は側面図であり、研磨プレート４に、円形状の４つの研削治具が周方向に等間隔に配置されている。図７（ｅ）は図７（ｄ）に対応させて研磨プレート４の下面を示している。
【００８２】
これら図７（ｄ）、（ｅ）に示すように、研削治具２０は研磨プレート４の半径よりも小さい外径を有し、研削プレート２１に円環状の研削部材２２が貼着されて形成されている。
【００８３】
図７（ａ）は、横軸に定盤半径方向距離Ｒをとり、縦軸に研削治具２０による研磨クロス２の表面の研削量Ｓをとったグラフである。図７（ａ）は研磨プレート４の回転数を３０ｒｐｍとし定盤１の回転数を３０ｒｐｍとして両者の回転数を同じくしたときの実験結果を示している。
【００８４】
図７（ｂ）は、図７（ａ）と同じく横軸に定盤半径方向距離Ｒをとり、縦軸に研削治具２０による研磨クロス２の表面の研削量Ｓをとったグラフである。図７（ｂ）は研磨プレート４の回転数を１５ｒｐｍとし定盤１の回転数を３０ｒｐｍとして研磨プレート４の回転数を定盤１の回転数よりも低くしたときの実験結果を示している。
【００８５】
図７（ｃ）は図７（ａ）、図７（ｂ）の横軸に対応させて研磨クロス領域２Ａを示している。
【００８６】
また図７（ｄ）、図７（ｅ）を、図７（ａ）、図７（ｂ）の横軸、図７（ｃ）の研磨クロス領域２Ａに対応させて図示している。
【００８７】
図７に示すように、研削治具２０を用いて研磨クロス２を研磨したときには、図３にみられるような研磨クロス内周部２Ｂ、研磨クロス外周部２Ｄにおける研削量Ｓのピーク値はみられない。むしろ研磨クロス中間部２Ｃの方が研磨クロス内周部２Ｂ、研磨クロス外周部２Ｄよりも研削量Ｓが大きくなっている。
【００８８】
このため、この参考例２による研削治具２０を用いて研磨したときには、研磨クロス２上の段差（図６（ｄ））をなくすことはできないと考えられる。
【００８９】
つぎに本実施形態の変形例について説明する。
【００９０】
上述した実施形態では、研磨プレート４と同じ円形状の研削治具１０を用いて研削を行う場合を想定したが、研削治具１０としては、研磨プレート４と交換可能で研磨クロス２上で研磨プレート４と同一の軌跡を走行でき研削部材１２によって研磨クロス２上の段差（図６（ｄ））をなくすことができるものであればよく、その形状は任意である。
【００９１】
たとえば図９に示すように、矩形状の研磨プレート４を研磨クロス２上で走行させて半導体ウェーハ５の表面を研磨する装置に対しては、研磨プレート４と同じく矩形状の研削治具１０を用意して研削を行うような実施も可能である。
【００９２】
また上述した実施形態では、バッチ式の研磨装置を想定して説明したが、図１０に示すように、研磨プレート４に１枚の半導体ウェーハ５を貼着して１枚づつ半導体ウェーハ５の研磨を行う枚葉式の研磨装置に対して、本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は実施形態の研磨クロス研削装置の構成を示す図である。
【図２】図２（ａ）、（ｂ）は研削部材の幅を変化させたときの研磨クロス各部の研削量比の分布の変化を説明する図である。
【図３】図３（ａ）、（ｂ）は研削部材の幅を変化させたときの研磨クロス各部の研削量の分布の変化を説明する図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は研削部材の幅を変化させたときの研磨クロス各部の研削量比の分布の変化を説明するとともに、研削部材の幅を特定の範囲にすることでよって面ダレがなくなることを説明する図である。。
【図５】図５（ａ）、（ｂ）は実施形態で想定する研磨装置の構成を示すとともに、従来技術を説明するために用いた図である。
【図６】図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は従来技術の問題点を説明するとともに面ダレを説明するために用いた図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）は参考例を説明する図である。
【図８】図８は従来技術を説明するために用いた図で、面ダレが発生する部位を説明する図である。
【図９】図９は研磨装置の他の構成例を例示する図である。
【図１０】図１０は枚葉式の研磨装置を例示した図である。
【符号の説明】
２研磨クロス
４研磨プレート
５半導体ウェーハ
１０研削治具
１２研削部材

Claims

半導体ウェーハを研磨プレートと研磨クロスとの間に介在させ研磨プレートを研磨クロス側に押し当てつつ半導体ウェーハを研磨クロス上の所定部位を走行させることにより半導体ウェーハの表面を研磨する半導体ウェーハ研磨装置に適用され、
研磨プレートと略同じ大きさの研削治具であって、研磨クロス上の半導体ウェーハ走行部位と半導体ウェーハが走行しなかった部位との段差を研削できる幅の研削部材が設けられた研削治具が用意され、
この研削治具を、研磨クロス上で研磨プレートと同一の軌跡を走行させることによって、研磨クロスを研削するようにした
半導体ウェーハ研磨装置における研磨クロス研削装置。
半導体ウェーハを、円形の研磨プレートと研磨クロスとの間に介在させ研磨プレートを研磨クロス側に押し当てつつ半導体ウェーハを研磨クロス上の所定部位を走行させることにより半導体ウェーハの表面を研磨する半導体ウェーハ研磨装置に適用され、
研磨プレートと略同じ外径を有する円形の研削治具であって、研磨クロス上の半導体ウェーハ走行部位と半導体ウェーハが走行しなかった部位との段差を研削できる幅の研削部材が外周部に円環状に設けられた研削治具が用意され、
この研削治具を、研磨クロス上で研磨プレートと同一の軌跡を走行させることによって、研磨クロスを研削するようにした
半導体ウェーハ研磨装置における研磨クロス研削装置。
前記半導体ウェーハ研磨装置は、複数の半導体ウェーハを、円形の研磨プレートと研磨クロスとの間に介在させて研磨を行う装置であること
を特徴とする請求項２記載の半導体ウェーハ研磨装置における研磨クロス研削装置。
前記半導体ウェーハの外周と前記研磨プレートの外周との距離に応じて、前記研削部材の幅が定められていること
を特徴とする請求項２または３記載の半導体ウェーハ研磨装置における研磨クロス研削装置。